Химический состав живого вещества.

Органические вещества Неорганические вещества

Белки Жиры Углеводы Нуклеиновые кислоты Вода и минеральные соли

Простые элементы одинаковы в живых и неживых телах. В клетках 80 элементов. 24 встречаются постоянно во всех клетках

Неорганические вещества

1.Основные или биогенные(органогены) элементы– 98%(97-99%) веществ клетки, O(65-75%), C(15-17%), H(8-10%), N(1-3%) - входят в состав воды и всех органических веществ.

2.Макроэлементы – десятые доли %,8 элементов, 2% элементов клетки:

сера S - в состав белков,

фосфор P -в нуклеиновых кислотах(ДНК и РНК),

хлор Cl - в желудочном соке, в крови,

калий K - калиево-натриевый насос, прохождение веществ через мембрану клеток,

магний Mg - в составе хлорофилла,

натрий Na – калиево-натриевый насос, в крови(0,9% - постоянное количество)

кальций Ca – в состав костей, зубов, раковин моллюсков; в свёртывании крови,

железо Fe - в составе гемоглобина крови

На атомном уровне различий между живым и неживым миром нет, они на молекулярном уровне.

3.Микроэлементы(ультрамикроэлементы) – меньше 0, 01% - цинк, медь, йод, фтор и др.

Цинк - в составе половых гормонов

Медь – в кроветворении

Йод – незаменимый компонент гормона тироксина, выделяемого щитовидной железой(регулирует обмен сахаров)

Фтор – в состав зубной эмали.

Содержание химических элементов в клетке
Элемент	Количество, %		Элемент	Количество, %
Кислород	65-75		Кальций	0,04-2,00
Углевод	15-18		Магний	0,02-0,03
Водород	8-10		Натрий	0,02-0,03
Азот	1,5-3,0		Железо	0,01-0,015
Фосфор	0,2-1,0
Азот	1,5-3,0		Цинк	0,0003
Калий	0,15-0,4		Медь	0,0002
Сера	0,15-0,2		Иод	0,0001
Хлор	0,05-0,10		Фтор	0,0001

Минеральные соли

Участвуют в обмене веществ организма, состоят из неорганических веществ.

Минеральные соли находятся в клетке, как правило, в виде катионов (K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) и анионов (HPO₄^2-, H₂PO₄^-, Сl^-, HCO₃), соотношение которых определяет важную для жизнедеятельности клеток кислотность среды.

Ионы Ca, K, Na, Mg( стабилизация НК и рибосом, в хлорофилл), PO4.( в состав НК)

Твёрдые соли – опорно – защитная функция – кости, ракушки.

Ионы К и Na – проницаемость клеточных мембран, проведение н. импульса.

Железо и медь – ок-восст процессы, перенос кислорода.

Цинк, молибден, кобальт – в ферментах.

Из 80 элементов клетки 27 выполняют специфич. функции.

Органические вещества

– 20-30% от сухой массы клетки, это биополимеры – Б,Ж,УВ, НК, витамины, гормоны, ферменты, пигменты, нуклеотиды, спирты.

Углеводы

Об формула Сn (H2O) n , в животных клетках их 1-2, в печени 5%, в растительных до 90% сухой массы.

Содержат атомы С, О, Н.

Простые УВ – моносахариды – триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и т д.

Из гексоз – глюкоза и фруктоза(источник Е, в крови 0,1-0,12%), пентоз – рибоза и дезоксирибоза – в НК.

Дисахариды – 2 моносахарида, сахарза(глюкоза+фруктоза).

Полисахариды – многими полисахаридами, крахмал, гликоген, целлюлоза, мономер – глюкоза.

Линейное строение – УВ риса амилоза, разветвлённое –УВ крахмала и пшеницы – амилопектин.

Функции

1)Строительная – целлюлоза – стенки раст клеток, хитин – нар скелет насекомых, членистоногих, грибов.

2)Энергетическая – 1г – 17,2 кДж, резерв – крахмал и гликоген у жив.

Жиры(липиды), фосфолипиды.

Содержат атомы С, О, Н.

1)строительная - в биомембранах, содержат фосфорную кислоту

2)энергетическая функции, по структуре глицерин и 3 жирные кислоты.Энергетический источник – 1г 41,2 кДж – запас, теплоизоляция(у китов – 1м), источник воды у впадающих в спячку.

45% всех жиров пищи должны быть растительного происхождения(подсолнечное, кукурузное, соевое).

Жиры гидрофобны – от 5-15 до 90% клетки.

Белки – органические вещества

Содержат атомы С, О, Н, N,S, Р.

Белки – полимеры(полипептиды) – состоят из большого числа повторяющихся частиц - мономеров

их мономеры аминокислоты(АК), их 20 основных(незаменимых)в составе тела человека. Между молекулами АК пептидная связь.

Функции белков

1.Строительная – растворимы в воде, пища расщепляется до АК, они попадают в кровь и идут на постройку клеток. Образуя новые белки, индивидуальные. 10 АК незаменимы, не образуются в организме, поступают с мясом, молоком и т.д.

2.Ферментативная – белки-катализаторы ускоряют распад веществ и получение энергии. Фермент пепсин расщепляет белки.

3.Энергетическая – из 1г 17,2 кДж.

4.Защитная – обеспечение иммунитета – антитела это белки; участвуют в свёртывании крови.при порезах.

5.Механическая –белки костей и сухожилий коллаген и оссеин.

6.Сократительная – мышцы

7.Транспортная – белок гемоглобин переносит кислород.

8.Пигментная – цвет волос, кожи, глаз - меланин.

9.Сигнальная, теплоизоляционная, токсическая

Вода. Значение воды:

Без воды жизнь невозможна. Она составляет значительную массу большинства клеток . Человек состоит на две трети из воды. Много воды содержится в клетках мозга – 98%, и эмбрионов человека - более 80%; к старости содержание воды в клетках снижается. Человек, потерявший 20% воды, погибает.

Вода - одно из самых распространенных соединений в природе, играющее исключительно важную роль в процессах, происходящих на Земле.

Воде принадлежит важнейшая роль в возникновении жизни, в формировании климата и погоды на Земле.(подумать, как – объяснить одноклассникам)

Молекулы воды зарегистрированы также в межзвездном пространстве, она входит в состав комет..

Академик Вернадский писал: "Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества - минерала, горной породы, живого тела, которое бы ее не заключало. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено".

Уникальные свойства воды:

1.Только вода - единственное вещество на планете, которое может одновременно находиться в трех агрегатных состояниях - жидком, твердом и газообразном. Температура перехода воды из твёрдого состояния в газообразное – 0 градусов, из жидкого в пар - 100 градусов.

2. Высокая теплоёмкость воды – медленно нагревается, но медленно и остывает, долго хранит в себе тепло. Нагреваясь днем солнечной энергией, вода морей и океанов поглощает огромное количество тепла, остывая ночью, отдает его атмосфере.

Мировой океан выполняет роль кондиционера: согревает материки зимой и охлаждает летом. Эта особенность воды позволяет человеку поддерживать нормальную температуру тела на одном уровне и в жару, и в холод и играет главную роль в процессах регулирования теплообмена человека и позволяет ему поддерживать комфортное состояние при минимуме энергетических затрат.(подумать почему и объяснить одноклассникам)

3. Уникально свойство воды расширяться при нагревании – так происходит со всеми обычными веществами, но вода расширяется и при сильном охлаждении. А вот при температуре от 0°C до 4°C вода сжимается. Благодаря этому могут жить рыбы в замерзающих водоёмах: когда температура падает ниже 4°C, более холодная вода, как менее плотная остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом сохраняется положительная температура.

4. Высокая вязкость.

5. Поверхностное натяжение больше, чем у любой другой жидкости. Именно это её свойство влияет на процесс образования дождевых капель, а значит и на круговорот воды в природе. При низком поверхностном натяжении пары воды, поднявшись в небо и обратившись в облака, не смогли бы так легко и просто превратиться в капли, чтобы затем пролиться дождем на землю.

6.Вода – хранитель информации. Проведено очень много исследований, доказывающих, что вода способна «запоминать» и хранить информацию. Молекулы воды способны трансформироваться в зависимости от окружающей среды, а также слов, произнесенных над водою. Помните об этих свойствах воды и готовьте еду и напитки только в хорошем расположении духа.

Существует мнение о том, что текущая вода постоянно забирает энергию Космоса и в чистом виде отдает ее в окружающее околоземное пространство, где она поглощается всеми живыми организмами.

Строение воды:

Несмотря на достижения современной науки, до сих пор ученые не знают всех тайн этого, на первый взгляд, простого вещества! Люди на Земле довольно долго считали воду простым неделимым веществом. И только в 1766 году английский ученый Г. Кавендиш открыл, что вода - не простой не делимый элемент, а соединение водорода и кислорода. После Г. Кавендиша это же открытие сделал и французский ученый А. Лавуазье в 1783 году.

За химической формулой Н2О, скрывается уникальное вещество, которое до сих пор наука не может разгадать. Вода - простое химическое соединение, в котором 11,11% водорода и 88,89% (по массе) кислорода. Химически чистая вода представляет собой бесцветную жидкость без запаха и вкуса. Формула воды: Н – О – Н, содержит два атома водорода Н, один атом кислорода О.

Вода - растворитель

Вода - основа жизненных процессов, все процессы происходят в её растворе. Вода - самый сильный универсальный растворитель. Если ей дать достаточно времени, она может растворить практически любое твердое вещество.

Именно из-за уникальной растворяющей способности воды никому до сих пор не удалось получить химически чистую воду - она всегда содержит растворенный материал сосуда.

Пройдя весь круговорот, вода на своем пути растворяет горные породы, металлы, органические вещества. Поэтому в воде содержится все элементы периодической таблицы Менделеева, газы, основания, соли, кислоты. Вода проявляет себя как универсальный растворитель благодаря ее большой диэлектрической проницаемости, которая больше чем у воздуха в 80 раз.

По отношению к воде соединения могут быть:

1.Гидрофильные(гидра – вода, филео – люблю) – хорошо растворимые в воде – а)минеральные соли(неорганические вещества): хлорид натрия, хлорид калия, хлорид кальция, карбонат натрия. б)спирты, белки ,сахара – органические вещества.

2.Гидрофобные (гидра – вода, фобос – ненависть, боязнь)– бензин, липиды, каучук, пластмасса.

Вода является растворителем для многих молекул и обеспечивает возможность: - Транспортировки питательных веществ – глюкозы, сахарозы во флоэме, аминокислот в крови.

- Удаления продуктов обмена из организма - например, аммиака, карбамида. - Выделения веществ, например, гормонов, пищеварительных соков. - Вода необходима для фотосинтеза.

- Содержание воды в клетках растений создает давление на жесткие клеточные стенки – возникает тургор, объём.

- Поддержание постоянной температуры животных - большое количество тепла необходимо, чтобы превратить воду в пар (имеет высокую теплоту испарения)большое количество тепловой энергии выводится из организма, испаряясь в виде пота.

У растений испарение воды с листьев производит охлаждающий эффект и не даёт им засохнуть в жару.